- 晶胞
- 共1643题
(15分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是 ;
;
(2)基态B原子的电子排布图为 ; BN中B元素的化合价为 ;
(3)在BF3分子中,F—B—F的键角是 ,B原子的杂化轨道类型为 ;
(4)已知: BF3 + NaF(过量)= NaBF4;化合物NaBF4含有的化学键类型为 ;BF4-中F—B—F的键角是 ,B原子的杂化轨道类型为 ,BF4-的立体构型为 ;
(5)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的相互作用为 ,层间作用力为 。含1 mol BN的六方氮化硼晶体中含B-N的个数为 NA。
正确答案
1)(4分)B2O3+3CaF2+3H2SO4 2BF3↑+3CaSO4 +3H2O ;
B2O3+2NH32BN+3H2O;
(2)(2分) ; +3
(3)(2分)1200 , sp2;
(4)(4分)离子键、极性共价键、配位键 ; 109028, , sp3 ,正四面体;
(5)(3 分) 极性共价键 ,范德华力 ; 3。
(1)根据反应物和生成物可知,方程式分别是
B2O3+3CaF2+3H2SO4 2BF3↑+3CaSO4 +3H2O、B2O3+2NH32BN+3H2O。
(2)根据构造原理可写出基态B原子的电子排布图。氮元素是第ⅤA,最低价是-3价,所以B元素的化合价是+3价。
(3)在BF3分子中,中心原子B原子没有孤对电子,所以其结构是平面三角形,键角是120°。其中B原子的杂化轨道类型为sp2杂化。
(4)化合物NaBF4属于钠盐,因此含有的的化学键类型为离子键和极性键。由于氟原子含有孤对电子,所以还含有配位键。同样中心原子B原子没有孤对电子,所以其结构是正四面体形,键角是109028,, B原子是sp3杂化。
(5)层内B原子与N原子之间的相互作用为极性键,而层与层之间是分子间作用力。因为B原子能形成3个B-N键,所以含1 mol BN的六方氮化硼晶体中含B-N的个数为3NA。
(11分)随着科学技术的发展,阿伏加德罗常数的测定手段越来越多,测定精确度也越来越高,现有一种简单可行的测定方法,具体步骤为:
(1)将固体NaCl研细、干燥后,准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中。
(2)用滴定管向A仪器中滴加苯,不断振荡,继续加苯至A仪器的刻度线,计算出NaCl固体的体积为V cm3。
①步骤(1)中A仪器最好用__________(仪器名称)。
②步骤(2)中用酸式滴定管好还是碱式滴定管好,__________,理由是______________
________________。
③能否用胶头滴管代替步骤(2)中的滴定管__________;理由是____________________。
④已知NaCl晶体的结构如上图所示,用X射线测得NaCl晶体中靠得最近的Na+与Cl-间的平均距离为a cm,则用上述测定方法测得阿伏加德罗常数Na的表达式为Na=
__________。
正确答案
(2)①容量瓶(2分) ②酸式滴定管 苯通常溶解碱式滴定管的橡皮管 ③不能 实验中需要准确量取苯的体积 ④(②③④各3分)
(2)准确配制一定物质的量浓度溶液的仪器是容量瓶;苯是一种有机溶剂,能溶解橡皮,所以要用酸式滴定管;由于需要准确量取苯的体积,所以不能用胶头滴管代替酸式滴定管。根据晶胞的结构可知,该晶胞中含有的钠离子和氯离子均是4个,晶胞的边长是2a,所以有,解得
。
(8分)、氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅。
(1)根据性质,推测氮化硅属于________晶体。
(2)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是_________(填序号)。
(3)根据化合价规律,推测氮化硅的化学式为_________。
(4)氮化硅陶瓷抗腐蚀性强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试写出该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_______________________________________。
正确答案
(1)原子晶体(1分) (2)A、C、D (3分) (3) (2分)
(4)(2分)
(1)硬度大、熔点高、化学性质稳定,符合原子晶体的性质,即氮化硅是原子晶体。
(2)根据氮化硅的性质可判断,不应该用来制作有色玻璃,其余选项都是正确的。答案选ACD。
(3)氮的非金属性强于硅的,化合价-3价,硅是ⅣA,化合价是+4价,所以化学式为。
(4)根据氮化硅中氮和硅的化合价可判断,生成物是四氟化硅和氨气,方程式为
。
硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族元素(第ⅢA族),它们的化合物或单质
都有重要用途。回答下列问题:
(1)写出基态镓原子的电子排布式 。
(2)已知:无水氯化铝在178℃升华,它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6),更
高温度下Al2Cl6则离解生成A1Cl3单分子。
①固体氯化铝的晶体类型是 ;
②写出Al2Cl6分子的结构式 ;
③单分子A1Cl3的立体构型是 ,缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是 。
(3)晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原予(如图)
其中有两个原子为10 B,其余为11B,则该结构单元有 种不同的结构
类型。
(4)金属铝属立方晶系,其晶胞边长为405 pm,密度是2.70g·cm-3,计算确
定其晶胞的类型(简单、体心或面心立方) ;晶胞中距离最近的铝原
子可看作是接触的,列式计算铝的原子半径r(A1)= pm。
正确答案
(1)1s2 2s22p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1 或〔Ar〕3d10 4s2 4p1
(2)①分子晶体
②
③ 平面三角形 sp3
(3)3
(4)N(Al)×27/4053×10-30×6.02×1023=2.70,解得N(Al)=4.00,为面心立方晶胞
×405pm/4=143pm.
(1)镓是31号元素,其原子核外有31个电子,根据构造原理知其核外电子排
布式1s2 2s22p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1 或〔Ar〕3d10 4s2 4p1
(2)①分子晶体的熔沸点较低,氯化铝的熔沸点较低,所以为分子晶体。
②铝原子和氯原子之间形成共价键,还形成一个配位键,其结构为
。
③氯化铝中每个铝原子含有3个共价键,且不含孤电子对,为平面三角形结构,
缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型sp3。
(3)两个10B相邻、相间、相对,所以共有3种类型结构。
(4)每个晶胞中含有铝原子个数=ρV/M/NA=2.70×(405×10−10)3/17/NA==4.00,
该晶胞的每个顶点上和每个面上都含有一个Al原子,为面心立方晶胞,面心立
方晶胞中,每个面的对角线上三个原子紧挨着,所以对角线长度=21/2×405pm/4
=143pm。
金属镁有许多重要的用途,法国化学家维多克·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖,格利雅试剂的结构简式可表示为RMgX,它是金属镁和卤代烃反应的产物,简称格氏试剂,它在醚的稀溶液中以单体形式存在,并与二分子醚络合,在浓溶液中以二聚体存在,结构如下图:
①标出格氏试剂 中的配位键
②下列比较中正确的是
A.金属键的强弱:Mg>Al B.基态原子第一电离能:Mg>Al
C.金属性:Mg>Al D.晶格能:KCl>NaCl
E.电负性:Mg>Al F.硬度:Mg>Al
③二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水,达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是 。
A.苯与B3N3H6互为等电子体
www.kB.甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化
C.苯、二氧化碳是非极性分子,水和甲醛是极性分子
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键
正确答案
① ②AB ③ABCD
试题分析:①乙醚中氧原子含有孤对电子,所以形成的配位健是。
②镁的金属性强于铝的,A正确,C不正确;镁原子的3s轨道电子处于全充满状态,稳定性强,所以第一电离能大于铝的,B正确;钠离子半径小于钾离子半径,所以氯化钠的晶格能大于氯化钾的晶格能,D不正确;非金属性越强,电负性越大,铝的电负性大于镁的,E不正确;铝离子半径小于钠离子半径,所以铝的硬度大于镁的,F不正确,答案选AB。
③原子数和价电子数分别都相等的是等电子体,A正确;甲醛和苯都是平面型结构,所以碳原子是sp2杂化,B正确;同样分析选项CD都是正确的,答案选ABCD。
点评:该题是高考中的常见考点,属于基础性试题的考查。试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练,有利于培养学生的逻辑推理能力和应试能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
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